DE1462902B2 - Elektromagnetischer Signalumsetzer zur Umsetzung von in einem bestimmten Darstellungskode jeweils gleichzeitig gegebenen Signalen in nach einem anderen Darstellungskode orientierte Signale - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft elektromagnetische Umsetzer zur Umsetzung von in einem bestimmten Darstellungskode jeweils gleichzeitig gegebenen kodierten elektrischen Signalen in nach einem anderen Darstellungskode orientierte Signale, insbesondere zur Umsetzung von Binärsignalen in dekadische Signale, bei welchen die aufgenommenen Signale zwecks Erzeugung ihnen zugeordneter, gerichteter Magnetfelder elektrischen Staiorwicklungeri zugeführt werden und die umgesetzten Signale aus Resultierenden der Vektoren dieser Magnetfelder gewonnen werden. Insbesondere beinhaltet die Erfindung ein elektromagnetisches Anzeigegerät, welches auf binär verschlüsselte elektrische Signale anspricht und jeweils den Werten dieser binär verschlüsselten Signale äquivalente Symbole im dekadischen System sichtbar macht.

Die üblichen elektromagnetischen Anzeigegeräte zur Anzeige der zehn dekadischen Symbole 0, 1, 2, 3 ... 9 weisen jeweils einen Stator mit zehn Elektromagneten auf. Jeder dieser Elektromagnete kann jeweils für sich durch ein elektrisches Signal erregt werden und bewirkt jeweils auf Grund eines solchen elektrischen Eingangssignals die Darbietung einer diesem entsprechenden dekadischen Zahl in einem Fenster des Anzeigegerätes. Da jeweils jeder Elektromagnet des Stators für sich elektrisch erregt werden muß, weisen die üblichen dekadischen Anzeiger jeweils zehn getrennte Eingänge auf, welche derart mit einer elektrischen Signalquelle verbunden sein müssen, daß jeweils das richtige dekadische Symbol angezeigt wird.

Im Binärkode kann, wie der Name schon sagt, jedes Kodeelement nur jeweils einen von zwei Werten haben. In der Binärsprache werden diese beiden Werte allgemein mit EINS und NULL bezeichnet. Wenn ein Signalelement nicht den Wert EINS hat, muß es den Wert NULL haben, da dies der einzig mögliche andere Wert ist. Wenn der Kode sich aus einer Vielzahl von gleichzeitig gegebenen elektrischen Signalen zusammensetzt, ist jedes Signal dieser Serie ein »Signalelement« und muß also den einen oder den anderen der beiden zulässigen Werte haben. Eine binäre EINS kann z. B. dem Vorhandensein eines elektrischen Potentials entsprechen, während die binäre Null dem NichtVorhandensein eines elektrischen Potentials entsprechen kann.

Die üblichen elektromagnetischen dekadischen Anzeiger mit zehn Eingängen benötigen, wenn sie zur Wiedergabe von binär kodierten Signalen verwendet werden, die Zwischenschaltung einer Dekodiereinrichtung zum Umsetzen der Binärsignale in Signale, welche von der Eingangsschaltung des Anzeigers verarbeitet werden können. Die Dekodiereinrichtung bringt jedoch durch die für die Umsetzung der elektrischen Signale erforderliche Zeit eine unerwünschte Verzögerung in der Umsetzung der binär kodierten Signale in eine dekadische Anzeige mit sich. Von dem Standpunkt der Zuverlässigkeit aus ist eine Dekodiereinrichtung unerwünscht, weil ein elektromagnetischer dekadischer Anzeiger nur wenige Teile und folglich wenige Störungsquellen aufweist, während eine Dekodiereinrichtung gewöhnlich eine Vielzahl von Einzelteilen und folglich eine Vielzahl von Störungsmöglichkeiten aufweist. Ferner sind Dekodiereinrichtungen infolge ihres komplizierten Aufbaues sehr teuer und kosten in den meisten Fällen mehr als elektromagnetische dekadische Anzeiger.

In der USA.-Patentschrift 3 218 625 sind Ausführungsformen von elektromagnetischen Umsetzern mit dekadischer Anzeige beschrieben, die auf binär kodierte elektrische Signale ansprechen und bei welchen folglich die Zwischenschaltung von Dekodiereinrichtungen zur Umsetzung der Binärsignale in Signale überflüssig sind, die von der Eingangsschaltung des Anzeigers verarbeitet werden können. Diese bekannten Anordnungen weisen einen Stator zur unmittelbaren Aufnahme von binär kodierten Signalen auf. Diese Statoren haben einen asymmetrischen Aufbau. Sie weisen entweder, wie in F i g. 7 A der Patentschrift gezeigt, eine asymmetrische Anordnung radialer Polschuhe oder, wie in F i g. 9 A der Patentschrift dargestellt, eine asymmetrische Wicklungsanordnung auf. Die Wirkungsweise dieser elektromagnetischen Signalumsetzer beruht ausschließlich, wie aus Fig. 7B der Patentschrift ersichtlich, auf der Addition unsymmetrisch zueinander ausgerichteter ao magnetischer Feldvektoren, wodurch eine bestimmte Anzahl jeweils bestimmt, jedoch unsymmetrisch zueinander ausgerichteter, verschieden starker Magnetfelder aufgebaut werden kann.

Auf Grund dieser Wirkungsweise sind diese bekannten Umsetzer auf die Wiedergabe nur weniger Signale beschränkt und weisen mit Bezug auf eine bestimmte Anzahl wiederzugebender Signale einen verhältnismäßig großen Aufbau auf. Wenn beispielsweise die Signale als Sichtsymbole wiederzugeben sind, welche auf eine Sichttrommel eines mit dem unsymmetrischen Statorfeld zusammenwirkenden Rotors aufgebracht sind, so müssen auch diese Symbole am Trommelumfang unsymmetrisch angeordnet sein, wodurch ein großer Trommelumfang erforderlich ist. Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, bei datenabnehmenden Einrichtungen der vorstehend erwähnten Art auf einfache und raumsparende Weise eine Umsetzung einer größtmöglichen Anzahl von in einem bestimmten Darstellungskode, beispielsweise im Binärkode, jeweils gleichzeitig gegebenen Signalen in nach einem anderen Darstellungskode, beispielsweise nach dem dekadischen Kode, orientierte Signale zu erzielen.

Die oben angegebene, der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dadurch gelöst, daß in dem erfindungsgemäßen Signalumsetzer die in gerader Anzahl vorgesehenen Statorwicklungen nicht nur eine Addition, sondern auch eine Subtraktion sowie gegebenenfalls auch eine gleichzeitige Addition und Subtraktion der Magnetfeldvektoren gestatten.

Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung des Signalumsetzers ist mit Bezug auf Signalumsetzer der eingangs erwähnten bekannten Art bei kleinstmöglichem Aufwand und kleinstmöglichem Platzbedarf jeweils eine größtmögliche Anzahl von Signalen aus einem Darstellungskode in einen anderen Darstellungskode umsetzbar.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Signalumsetzers ist durch einen einzigen, ringförmigen, gegebenenfalls mit ferromagnetischem Kern versehenen Stator mit symmetrischer Wicklungsanordnung und einem zentrisch in diesem Stator drehbar gelagerten, magnetischen Rotor, dessen jeweilige, durch das jeweilige resultierende Statorfeld der zugeführten Signale bestimmte Stellungen die umgesetzten Signale symbolisierenden, gekennzeichnet.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die Statorwicklungen und die Signal-Eingangsleitungen derart miteinander verbunden, daß jeweils wenigstens einige der Wicklungen durch das gleiche Signal im Sinne einer Zusammenwirkung beim Aufbau eines vektoriellen Magnetfeldes erregt und mindestens eine der Wicklungen durch ein anderes Signal so erregt wird, daß sie hinsichtlich des Aufbaues dieses Magnetfeldes unwirksam ist.

Dabei können bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung die Signal-Eingangsleitungen jeweils an beide Enden einer ihnen jeweils zugeordneten Wicklung angeschlossen und mindestens eine Signal-Eingangsleitung an die Enden zweier Wicklungen angelegt sein.

Weiterhin können bei einer Ausführungsform der Erfindung jeweils einander diametral gegenüberliegende Wicklungen in Serie geschaltet, ferner jeweils zwei Signal-Eingangsleitungen an die Enden dieser Serienschaltungen angelegt und mindestens eine Signal-Eingangsleitung an die Enden zweier Wicklungen angeschlossen sein.

Schließlich können bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung jeweils zwei Signal-Eingangsleitungen an die Enden einer Statorwicklung angeschlossen und mindestens eine Signal-Eingangsleitung an die Enden zweier Wicklungen angelegt sein.

Die Erfindung wird nunmehr unter Bezug auf die Zeichnungen sowohl hinsichtlich ihres Aufbaues als auch hinsichtlich ihrer Wirkungsweise beispielsweise beschrieben. Es stellt dar

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Signalumsetzer in zusammengebauter Form,

F i g. 2 die einzelnen Bestandteile des Signalumsetzers nach Fig. 1,

Fi g. 3 eine Schnittansicht des in F i g. 1 dargestellten Signalumsetzers längs der Ebene 3-3,

F i g. 4 eine schematische Darstellung eines ringförmigen Stators nach der Erfindung,

F i g. 5 eine vereinfachte Darstellung dieses ringförmigen Stators mit einer zweiteiligen Wicklung,

F i g. 6 eine tabellarische Darstellung des üblichen Binärkodes in bezug auf entsprechende gleichwertige Dezimalwerte,

F i g. 7 ein Vektordiagramm, welches die einzelnen Vektoren des Magnetfeldes zeigt, welche beim Anlegen von in Übereinstimmung mit der in F i g. 6 gezeigten Tabelle kodierten Signalen an die in F i g. 4 gezeigten Anschlüsse des Stators gebildet werden,

F i g. 8 ein Vektordiagramm, welches zeigt, in welcher Art und Weise zwei Vektoren zu einem dritten, resultierenden Vektor addiert werden,

Fig. 9 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Schaltmöglichkeit der Wicklungen auf dem ringförmigen Stator,

Fig. 10 das Schema einer erfindungsgemäßen Serienschaltung der auf dem ringförmigen Stator angebrachten Wicklungen, mit welcher dasselbe Ergebnis wie mit der in F i g. 9 dargestellten Schaltung erreicht wird,

Fig. 11 eine schematische Darstellung eines mit radialen Polschuhen symmetrisch ausgestatteten ringförmigen Stators,

F i g. 12 eine schematische Darstellung eines durch die Wicklungen eines mit radialen Polschuhen ausgestatteten Stators erregten Magnetfeldes,

F i g. 13 einen Stator mit zwölf radialen Polschuhen zusammen mit einem Richtmagnetrotdr nach der Erfindung,

F i g. 14 einen Stator mit symmetrischen, radialen

Polschuhen und einer erfindungsgemäß in zwei Teile aufgeteilten Wicklung, deren Teilwicklungen je auf diametral gegenüberliegende Polschuhe gewickelt

sind, '

Fig. 15 ein Schaltschema einer auf radialen Polschuhen des Stators angebrachten Wicklungsanordnung, mittels welcher die Wirkung eines Signals aufgehoben werden kann, und

Fig. 16A und 16B einen ringförmigen Stator nach der Erfindung mit Haltemagneten.

Der in F i g. 1 der Zeichnungen dargestellte Signalumsetzer nach der Erfindung weist eine vordere Platte 1 mit einem Fenster 3 auf, in welchem Symbole, wie z. B. Zahlen, angezeigt werden. Elektrische Signale werden dem Signalumsetzer über die Anschlüsse einer gedruckten Schaltungsplatte 4 zugeführt, welche sich über die Rückseite des Umsetzergehäuses hinaus erstreckt. Wie in F i g. 2 gezeigt, sind die Anschlüsse der gedruckten Schaltungsplatte mit 2«, 2i, 22, 23 und GEMEINSAM bezeichnet.

Das in F i g. 2 dargestellte Gehäuse weist einen hohlen, rechtwinkeligen Rahmen 5 mit in dessen Ecken angebrachten Befestigungsleisten 6 auf. Die vordere Platte 1 ist vorzugsweise ein Bestandteil des Rahmens 5. Die Befestigungsleisten 6 weisen Innengewinde auf, damit die Seitenwände 7 und IA mittels Schrauben je an den gegenüberliegenden Seiten des Rahmens 5 befestigt werden können. Die gedruckte Schaltungsplatte ist vorzugsweise mittels der Seitenwand 7 an dem Rahmen 5 befestigt, und ihre Verdrahtung ist durch einen isolierenden Belag geschützt. Wenn mehrere Signalumsetzer nebeneinander angeordnet werden oder in einer Umgebung benutzt werden, wo sich äußere Magnetfelder bemerkbar machen, werden die Seitenwände 7 und TA vorzugsweise aus einem Material von hoher mägnetischer Permeabilität hergestellt, damit eine magnetische Abschirmung erhalten wird. Auf der Schaltungsplatte 4 ist ein Stator 8 mit einem ringförmigen Magnetkern 9 und einer Vielzahl von elektromagnetischen Wicklungen befestigt. Die Wicklungen und

der Kern sind vorzugsweise in eine Kunststoff-Hohlform eingebettet, welche die Wicklungen in ihrer Lage fixiert und die Wärmeableitung aus den Wicklungen unterstützt. Der Kern und seine eingebetteten Wicklungen bilden einen ringförmigen Stator, dessen Zweck es ist, jeweils ein gerichtetes Magnetfeld von einer Vielzahl solcher gesonderter Magnetfelder aufzubauen.

An der Schaltungsplatte 4 ist eine durch den Mittelpunkt des ringförmigen Stators 8 hindurchragende Welle 11 befestigt. F i g. 3 zeigt in dem zusammengesetzten Gerät einen auf der Welle drehbar gelagerten Rotor. Bei dem in den F i g. 2 und 3 gezeigten Rotor ist auf der Nabe 13 der Walze 14 ein Dauermagnet 12 befestigt. Auf dem Umfang dieser Walze sind die im Fenster des Signalumsetzers sichtbaren Symbole angebracht. Diese Symbole sind normalerweise einfache dekadische Zahlen und gegebenenfalls Vorzeichen von solcher Größe, daß zu gleicher Zeit immer nur eine dieser Zahlen bzw. eines dieser Vorzeichen in dem Fenster des Signalumsetzers voll sichtbar ist. Für den mit dieser Ausführung beabsichtigten Zweck bilden die in den Zeichnungen gezeigten und auf dem Umfang der Walze markierten

Symbole die zehn dekadischen Zahlen 0, 1, 2 ... 9, das Pluszeichen (+) und das Minuszeichen (—). Der Dauermagnet ist mit der Walze fest verbunden, so daß diese beiden Teile einen Rotor bilden, weleher sich als eine einzige Einheit dreht. Die Walze hat eine Mittelpunktsbohrung 15, mittels welcher der Rotor auf der Welleil gelagert ist. Bei solcher An-Ordnung umgreift die Walze den ringförmigen Stator, wohingegen sich der Magnet innerhalb des ringförmigen Stators befindet. Wo es erforderlich ist, daß der Signalumsetzer schnell anspricht, ist die Trägheit des Rotors durch Verwendung einer Walze von geringer Masse auf ein Mindestmaß verringert. Damit der Rotor nicht von der Welle herablaufen kann, ist am Wellenende eine Nut zur Aufnahme eines Sicherungsringes 16 angebracht. Wie in F i g. 3 gezeigt, hat das andere Wellenende 11 α einen größeren Durchmesser, wodurch ein Anschlag entsteht, an welchem eine Nabe 13 anliegt und dadurch der Dauermagnet des Rotors in bezug auf den Kern 9 des Stators ausgerichtet ist. In einer anspruchsvolleren Ausführungsform der Erfindung kann, damit sich der Rotor leichter drehen läßt, ein selbstausrichtendes Steinlager oder Kugellager verwendet werden.

..F i g. 4 zeigt den in F i g.-2 dargestellten ringförmigen Stator in schematischer Darstellung. Der ringförmige Stator weist einen ringförmigen, ferromagnetischen Kern 9 auf, auf welchem Wicklungen-PFl, Wl, WZ, W4, WS und W6 angeordnet sind. In dem Schema sind die Wicklungen entweder innerhalb oder außerhalb des Ringes dargestellt. Bei dem vorliegenden Gerät sind die Wicklungen auf dem und um den ringförmigen Kern herumgewickelt. Jede der Wicklungen ist in zwei Teilwicklungen aufgeteilt, welche derart angeschlossen sind, daß sie gleichzeitig elektrisch erregt werden, und ferner so angeordnet sind, daß der Magnetfluß aus dem Kern herausläuft und ein äußeres Magnetfeld gebildet wird, welches sich diametral zum Kern erstreckt.

In F i g. 5 ist der Einfachheit halber der Kern 9 nur mit einer Wicklung Wl dargestellt. Die Wicklung besteht aus zwei Teilwicklungen WlA und WlB, welche auf den Kern gewickelt und derart miteinander verbunden sind, daß beide Teile, wenn ein elektrisches Potential an dem Anschluß 2° anliegt, gleichzeitig erregt sind. Obwohl die beiden Wicklungsteile in Parallelschaltung dargestellt sind, kann natürlich dasselbe Resultat erzielt werden, wenn die beiden Wicklungsteile in Serie geschaltet sind. Die beiden Wicklungsteile sind entweder in Parallel- oder in Serienschaltung derart angeordnet, daß, wenn sie durch eine an den Anschluß 2° angelegte Spannung elektrisch erregt werden, der durch den Teil WIA in dem Kern 9 gebildete Magnetfluß dem von dem Teil WlB erzeugten Magnetfluß entgegengerichtet ist. Wenn z. B. der Wicklungsteil WlA einen Magnetfluß im Uhrzeigersinn hervorruft, wie in F i g. 5 durch die Pfeile M dargestellt, dann wird durch den elektrischen Strom in dem Wicklungsteil WlB ein Magnetfluß im Gegenuhrzeigersinn gebildet, dessen Richtung durch die Pfeile N dargestellt ist. Durch die Richtung der durch die beiden Wicklungsteile der Wicklung Wl gebildeten Magnetfelder läuft der Magnetfluß, wie in Fig. 5 punktiert dargestellt, derart aus dem Kern heraus, daß er diametral zu dem ringförmigen Kern verläuft. Dieses äußere Magnetfeld kann durch den Vektor A dargestellt werden, dessen Richtung die Richtung dieses äußeren Magnetfeldes darstellt und dessen Länge ein Maß für die Stärke dieses äußeren Magnetfeldes ist. Wenn kein anderes äußeres Magnetfeld vorhanden ist, dann wird der Magnet des Rotors, welcher in F i g. 5 strichpunktiert dargestellt ist, durch dieses Magnetfeld gezwungen, sich zu drehen und sich in Richtung des Vektors A auszurichten. Wenn der Magnet des Rotors derart ausgerichtet ist, wird eines der auf dem Umfang der Walze angebrachten Symbole im Fenster des Signalumsetzers sichtbar.

Weil bei Erregung der Wicklungsteile WlA und WlB der Magnetvektor A gebildet wird, ist die Wicklung Wl als Wicklung A bezeichnet. In gleicher Weise ist, weil bei Erregung der Wicklungsteile W 2 A und W2B der magnetische Vektor B gebildet wird, die Wicklung W 2 als Wicklung B bezeichnet. Die Wicklung W 3 ist als Wicklung C bezeichnet, weil bei gleichzeitiger elektrischer Erregung der Wicklungsteile W3A und W3B der Magnetvektor C gebildet wird. Die Wicklung W 4 ist als Wicklung D bezeichnet, weil ihre Wicklungsteile W4A und W4B, wenn dieselben elektrisch erregt werden, den magnetischen Vektor D bilden. Die Wicklung W 5 ist in gleicher Weise als Wicklung E bezeichnet, damit ihr Zusammenhang mit dem Vektor E zum Ausdruck kommt, und die Wicklung W 6 ist als Wicklung F bezeichnet, damit ihre Zugehörigkeit zu dem Magnetfeldvektor F erkennbar ist.

Durch Anlegen eines elektrischen Signals an den Anschluß 2° kann die Wicklung A für sich allein erregt werden. Die Wicklungen B und C sind jedoch mit dem Anschluß 2¹ derart verbunden, daß beide Wicklungen beim Anlegen eines Signals an diesen Anschluß gleichzeitig elektrisch erregt werden. In gleicher Weise sind die Wicklungen D und E, um gleichzeitig elektrisch erregt werden zu können, beide an den Anschluß 2² angeschlossen. Bei einem an den Anschluß 2³ angelegten Signal wird jedoch wiederum nur die Wicklung F erregt. Der in F i g. 4 dargestellte Stator ist, weil er vier Eingangsanschlüsse 2°, 2¹, 2² und 2³ aufweist, insbesondere zur Aufnahme eines vierteiligen Binärkodes geeignet.

Vorzugsweise sind die Wicklungen Wl, W2, W7>, W4, WS und W6 derart aufgebaut, daß alle Vektoren A, B, C, D, E und F von gleicher Größe sind. Für die Erfindung ist es jedoch nicht erforderlich, daß alle diese Magnetvektoren die gleiche Größe haben. Gemäß der Erfindung ist wichtig, daß der Vektor A gleich groß wie der Vektor D und diesem entgegengerichtet ist, daß der Vektor B gleich groß wie der Vektor E und diesem entgegengerichtet ist und daß der Vektor C gleich groß wie der Vektor F und diesem entgegengerichtet ist. Zum Zwecke der Erklärung ist angenommen, wie auch in den beschriebenen Zeichnungen dargestellt, daß alle Vektoren A, B, C, D, E und F von gleicher Größe sind.

In F i g. 6 ist der maßgebende Binärkode in bezug

auf seine dekadischen Äquivalente tabellarisch dargestellt. Der normale, maßgebende Binärkode für die dekadische Zahl 0 ist 0000. In dem in Fig. 6 tabellarisch geordneten maßgebenden Kode ist der normale Binärkode für die dekadische Zahl 0 durch die Binärzahl 1011 ersetzt, das (+)-Symbol ist gleichwertig mit 1101 und das (—)-Symbol ist gleichwertig mit 1110. Die einzelnen Elemente des Binärkodes sind in den Spalten 2°, 2¹, 2² und 2³ tabellarisch geordnet, und für jede einstellige dekadische Zahl oder andere Symbole gibt es einen vierteiligen Kode. Die

einstellige dekadische Zahl 3 wird beispielsweise durch die unter 2° und V angeordneten Werte EINS und die unter 2² und 2³ angeordneten Werte NULL dargestellt. Wenn jeder Binärkode durch elektrische Signale dargestellt wird und jeweils ein Signalelement den Wert EINS hat, entspricht dies allgemein einer bestimmten elektrischen Spannung von z. B. +24 V, während der Wert NULL einem Erdpotential oder dem Ausbleiben einer elektrischen Spannung entspricht.

Wo die in den Spalten unter 2°, V, 2² und 2* tabellarisch geordneten kodierten elektrischen Signale an die entsprechenden, in F i g. 4 gezeigten Anschlüsse angelegt werden, werden die Wicklungen der entsprechenden Spalten der Tabelle erregt, wenn das betreffende Signalelement eine EINS ist, während die Wicklungen nicht erregt sind, wenn das betreffende Signalelement eine NULL ist. Beispielsweise sind die Wicklungen B und C gleichzeitig elektrisch erregt, wenn das Signalelement 2¹ eine EINS ist, während beide jener Wicklungen gleichzeitig nicht erregt sind, wenn das Signalelement 2¹ eine NULL ist. Die Wicklungen B und C müssen zusammen erregt werden, weil, wie in F i g. 4 gezeigt, sie gemeinsam an den Anschluß 2¹ angeschlossen sind. In gleieher Weise sind die Wicklungen D und E, weil sie zusammen an den Anschluß 2² angeschlossen sind, zur selben Zeit erregt, wenn das an dem Anschluß 2² ankommende Signal eine EINS ist.

Aus F i g. 4 ist ersichtlich, daß die Vektoren A und D gleich groß und einander entgegengerichtet sind, daß die Vektoren B und E gleich groß und einander entgegengerichtet und daß die Vektoren C und F gleich groß und einander entgegengerichtet sind. Wenn an die Anschlüsse 2° und 2² gleichzeitig EINS-Signale angelegt sind, ist der durch den in der Wicklung A fließenden Strom hervorgerufene Magnetfluß dem durch den in der Wicklung D fließenden Strom hervorgerufenen Magnetfluß entgegengerichtet, weshalb beim Bilden eines Magnetfeldes nur der durch den in der Wicklung E fließenden Strom im Kern induzierte Magnetfluß wirksam ist, dessen Magnetfeld durch den Vektor £ dargestellt ist. Obwohl keine Magnetfelder entsprechend den Magnetvektoren A und D wirklich gebildet sind, haben an die Anschlüsse 2° und 2² gleichzeitig angelegte EINS-Signale dieselbe Wirkung wie die sich einander aufhebenden Vektoren A und D. In gleicher Weise heben sich, bei an die Anschlüsse 2¹ und 2² gleichzeitig angelegten EINS-Signalen die Vektoren C und F gegenseitig auf, wodurch nur noch der Vektor B wirksam ist. Wenn an die Anschlüsse 2¹ und 2² gleichzeitig EINS-Signale angelegt werden, können die Vektoren B und E als aufgehoben betrachtet werden, während die Vektoren C und D wirksam bleiben, deren Resultierende der Vektor CD ist. In gleicher Weise sind bei einer Arbeitsweise, bei welcher die Vektoren subtrahiert werden, die Vektoren E, B und CD wirksam.

Das Vektordiagramm in F i g. 7 zeigt die wirksamen Feldvektoren, welche bei Anlegen von entsprechend der in F i g. 6 dargestellten Tabelle kodierten Signalen an die Anschlüsse 2°, V, 2² und 2³ des in F i g. 4 dargestellten Stators entstehen. Jeder jener Vektoren stellt ein besonders gerichtetes Magnetfeld und dessen Richtung dar. Der Vektor A stellt z. B. das durch den Stator gebildete Magnetfeld dar, wenn im Fenster des Signalumsetzers die dekadische Zahl 1 angezeigt ist. Der Vektor BC stellt das Magnetfeld dar, wenn die dekadische Zahl 2 angezeigt ist, der Vektor ABC stellt das Magnetfeld dar, wenn die dekadische Zahl 3 angezeigt ist, usw. Weil zur besseren Erklärung die binäre EINS einem elektrischen Signal von +24 V und die binäre NULL einem elektrischen Signal von Erdpotential entspricht, wird die einstellige dekadische Zahl 1 durch den Rotor angezeigt, wenn die Wicklung A durch ein EINS-Signal erregt ist und dadurch den Vektor A bildet. Die einstellige dekadische Zahl 2 wird im Fenster des Signalumsetzers angezeigt, wenn die Wicklungen B und C durch ein an den Anschluß 2¹ angelegtes EINS-Signal gleichzeitig erregt sind; die einstellige dekadische Zahl 3 wird im Fenster des Signalumsetzers angezeigt, wenn die Wicklungen^, B und C gleichzeitig durch EINS-Signale erregt sind und dadurch den Vektor ABC bilden, usw. Die dekadischen Zahlen 0, 1, 2, 3 ... 9 und die (+)- und (—)-Symbole können angezeigt werden, wenn an einem, an zweien oder, wie meistens, an dreien der vier Anschlüsse 2°, V, 2² und 2³ ein elektrisches Potential anliegt. In keinem Falle liegen an allen vier Anschlüssen gleichzeitig EINS-Signale an, weil eine solche- Signalfolge eine Subtraktion aller Magnetvektoren ergeben würde und sich demzufolge kein besonders gerichtetes Magnetfeld bilden würde.

.Die binär kodierten Signale für die dekadischen Zahlen 2, 3, 4 und 9 verursachen bzw. bilden die Vektoren BC, ABC, DE und AF. Jeder dieser Vektoren ist die Resultierende aus der Addition von jeweils zwei oder mehr Vektoren. Der Vektor BC ist beispielsweise, wie in dem Schaubild in F i g. 8 gezeigt ist, die Resultierende aus der Addition der Vektoren B und C, wobei die Vektoren B und C durch ausgezogene Pfeillinien und die Resultierende durch eine unterbrochene Pfeillinie dargestellt sind.

Die binären Signale für die dekadischen Zahlen 5 und 7 sowie für das (—)-Symbol verursachen bzw. bilden die Vektoren ADE, ABCDE und BCDEF. Jeder dieser drei Vektoren ist jeweils die Resultierende aus der Subtraktion von jeweils zwei oder mehreren Vektoren. Der Vektor ABCDE ist beispielsweise die Resultierende aus der Subtraktion des Vektors^ von dem Vektor D und aus der Subtraktion des Vektors B vom Vektor E, wodurch als Resultierende nur noch der Vektor C verbleibt. Als ein weiteres Beispiel ist der Vektor ADE die Resultierende aus der Subtraktion des Vektors A von dem Vektor D, wodurch als Resultierende nur noch der Vektor E verbleibt.

Die binär kodierten Signale für die dekadischen Zahlen 0 und 6 und für das (+)-Symbol verursachen bzw. bilden die Vektoren ABCF, BCDE und ADEF. Jeder dieser Vektoren ist die Resultierende aus der Aufhebung durch die Subtraktion von zwei Vektoren und der Addition der übrigen zwei Vektoren. Beispielsweise ist der Vektor Λ DEF die Resultierende aus der Aufhebung durch die Subtraktion der Vektoren A und D und der Addition der verbleibenden Vektoren E und F.

Haben alle Wicklungen dieselbe Amperewindungszahl und sind sie nach der in F i g. 4 gezeigten Art angeordnet, dann ist der Stator in der Lage, die in F i g. 7 gezeigten zwölf Magnetfelder zu bilden. Wegen der Symmetrie sind deren Vektoren alle in Abständen von 30° um den ringförmigen Kern herum angeordnet. Der Rotor 10 ist gezwungen, sich so

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lange zu drehen, bis der Dauermagnet 12 sich in über die Anschlüsse 2° und 2² mit den ebenfalls eine Richtung eines der durch die Vektoren dargestellten einzige Wicklung bildenden Teilwicklungen W 4 A Magnetfelder ausgerichtet hat. In dieser ausgerichte- und WlB parallel geschaltet ist. Diese Wicklungen ten Lage ist in dem Fenster des Signalumsetzers eines können entweder den Magnetfeldvektor A oder den der auf der Walze des Rotors aufgebrachten Symbole " 5 Magnetfeldvektor D bilden, nicht jedoch beide zusichtbar. Der Rotor kann demzufolge in Intervallen sammen. In gleicher Weise stellen die Wicklungsteile von je 30° jeweils in eine ausgerichtete Lage ge- WIA und WSB eine einzige Wicklung dar, welche bracht werden. Durch die 30°-Unterteilung der auf in Verbindung mit den ebenfalls eine einzige Wickder Walze angebrachten Symbole können diese alle lung darstellenden Wicklungsteilen WSA und W2B dieselbe Größe haben und in gleichen Abständen io entweder den Magnetfeldvektor B oder den Magnetauf dem Umfang der Walze angeordnet sein. Diese feldvektor E bilden. In gleicher Weise können der benötigten Symbole sind in größtmöglicher Größe Magnetfeldvektor C und der Magnetfeldvektor F jeauf der Walze derart angebracht, daß sichergestellt weils für sich durch die Zusammenfassung der Wickist, daß jedes Symbol in dem Fenster Platz hat. lungsteile W3A und W6B in Serienschaltung zu

Obwohl alle Wicklungen des in F i g. 4 dargestell- 15 einer einzigen Wicklung gebildet werden, welche mit ten Stators mit Erdpotential verbunden sind, ist auch der über die Anschlüsse 2¹ und 2³ parallelgeschalteten eine andere, in F i g. 9 dargestellte Schaltung anwend- und aus den Wicklungsteilen W 6 A und WiB bebar. Bei der in F i g. 9 dargestellten Schaltung sind stehenden Wicklung zusammenwirkt,
die Wicklungen A und D derart untereinander ver- F i g. 10 zeigt ein Schema zur Serienschaltung der bunden, daß der Wicklungsteil WlA mit dem Wick- 20 auf dem ringförmigen Stator angeordneten Wicklunlungsteil W4B in Serie und der Wicklungsteil W4A gen, mittels welcher dasselbe Ergebnis erreicht wird in Serie mit dem Wicklungsteil WlB geschaltet ist. wie mit dem in Fig. 9 dargestellten Stator. Bei dem Die WicklungenB und E sind untereinander derart in Fig. 10 gezeigten Stator sind alle Wicklungen auf verbunden, daß der Wicklungsteil WIA mit dem und um den ringförmigen magnetischen Kern herum Wicklungsteil W 5 B und der Wicklungsteil W S A mit 25 angeordnet. Die Wicklung A Dl ist über die Andern Wicklungsteil W2B jeweils in Serie geschaltet Schlüsse 2° und 2² mit der Wicklung AD2 in Serie ist. In gleicher Weise sind die Wicklungen C und F geschaltet. Diese Wicklungen sind derart angeordnet, mit ihren Teilwicklungen in Serie geschaltet. Wenn daß, wenn sie Strom von dem Anschluß 2° zu dem bezüglich der Wicklungen A und D die an die An- Anschluß 2- führen, sie ein durch den Vektor A darschlüsse 2¹ und 2² anliegenden Signale beide den 30 gestelltes Magnetfeld erzeugen. Wenn der Strom in Wert NULL oder beide den Wert EINS haben, sind diesen Wicklungen von dem Anschluß 2² zu dem an den Wicklungen keine Potentialdifierenzen vor- Anschluß 2° fließt, bilden sie ein durch den Vektor D handen, und die Wicklungen sind infolgedessen elek- dargestelltes Magnetfeld. Die in Serie geschalteten trisch nicht erregt. Wenn ein EINS-Signal an dem Wicklungen BEI und BE2 bilden ein durch den Anschluß 2° und ein NULL-Signal an dem An- 35 Vektor B dargestelltes Magnetfeld, wenn der Strom Schluß 2² anliegt, hat der Stromfluß in den Wick- durch diese Wicklungen von dem Anschluß 2¹ zu lungen A und D eine solche Richtung, daß sich ihre dem Anschluß 2² fließt. Wenn sich die Stromrichtung Magnetfelder addieren und den Vektor A bilden. in diesen Wicklungen umkehrt, wird ein durch den Wenn die Signale vertauscht sind, so daß das EINS- Vektor E dargestelltes Magnetfeld gebildet. Der AnSignal an dem Anschluß 2² und das NULL-Signal an 40 Schluß 2¹ ist über die in Serie geschalteten Wicklundem Anschluß 2° anliegt, dann wird durch den in den gen CFl und CF 2 mit dem Anschluß 2³ verbunden. Wicklungen Λ und D fließenden Strom der Vektor D Die Wicklungen CFl und CF 2 sind derart angeordgebildet. Bei der Ausführungsform nach F i g. 9 net, daß sie entweder das durch den Vektor C darhaben die Wicklungen doppelt soviel wirksame Win- gestellte oder das durch den Vektor F dargestellte düngen, weil die Wicklungen A und D in Serie ge- 45 Magnetfeld bilden, je nachdem, ob der Strom in schaltet sind. Um Magnetfeldvektoren von der glei- diesen Wicklungen von dem Anschluß 2¹ zu dem chen Größe wie vorher bilden zu können, benötigen Anschluß 2³ oder in entgegengesetzter Richtung die in F i g. 9 dargestellten Wicklungen jeweils nur fließt.

die Hälfte der Amperewindungszahl wie die Wick- Im Betrieb werden an die Anschlüsse 2°, 2¹, 2²

lungen des in Fig. 4 dargestellten Stators. 50 und 2³ des in Fig. 10 dargestellten Stators entspre-

Wenn an die Anschlüsse 2° und 2² der in Fig. 4 chend der Tabelle 6 kodierte Signale angelegt. Wenn gezeigten Einrichtung gleichzeitig EINS-Signale an- das betreffende Signalelement eine EINS ist, ist an gelegt werden, hat dies einen Stromfluß in den beiden den Anschluß ein positives Potential von 24 V anWicklungen A und D zur Folge, während beim gelegt, während, wenn das Signalelement eine NULL gleichzeitigen Anlegen von EINS-Signalen an die 55 ist, der Anschluß an Erdpotential anliegt. Betrachtet Anschlüsse 2° und 2² der in F i g. 9 gezeigten Schal- man nur die Anschlüsse 2° und 2² und nimmt man tung dies keinen Stromfluß in den Wicklungen A an, daß an diese gleichzeitig NULL-Signale angelegt und D zur Folge hat. Dadurch, daß bei der in F i g. 4 sind, so leuchtet es ein, daß beide Anschlüsse an gezeigten Schaltung die Ströme der Wicklungen A Erdpotential liegen und demzufolge durch die Wick- und D in verschiedenen Richtungen fließen, ist der 60 lungen ^4Dl und AD 2 kein Strom fließt. Es fließt in dem Kern wirksame Magnetfluß gleich Null. Im jedoch durch die Wicklungen BE1 und BE 2 Strom, Gegensatz dazu heben sich bei der in F i g. 9 gezeig- wenn das an den Anschluß 2¹ angelegte Signal eine ten Schaltung die an die Anschlüsse 2° und 2² an- EINS ist, und es fließt durch die Wicklungen BE1 gelegten EINS-Signale gegenseitig auf, und es fließt und BE 2 kein Strom, wenn das an den Anschluß 2¹ kein Strom. 65 angelegte Signal eine NULL ist. Betrachtet man fer-

Es wäre auch möglich, die in F i g. 9 dargestellten ner nur die Anschlüsse 2° und 2² und nimmt man

und in Serie geschalteten Wicklungsteile WlA und an, daß an diese Anschlüsse gleichzeitig EINS-Signale

W4B als eine einzige Wicklung auszubilden, welche angelegt werden, dann fließt durch die Wicklungen

ADl und AD 2 kein Strom, weil dieselben mit Anschlüssen verbunden sind, welche dasselbe Potential haben. Wenn das gleichzeitig an den Anschluß 2¹ angelegte Signal eine NULL ist, fließt von dem Anschluß 2² Strom über die Wicklungen BEI und BEI 5 zu dem Anschluß 2¹, wodurch der Magnetfeldvektor E gebildet wird.

Durch die Art, in welcher die Wicklungen des in Fig. 10 dargestellten Stators miteinander verbunden sind, ist ein an dem Anschluß 2° anliegendes EINS-Signal in Wirklichkeit aufgehoben, sofern auch die Wicklungen AD 1 und AD 2 durch ein an dem Anschluß 2² angelegtes EINS-Signal mitwirken. Die Wicklungen AD 1 und AD 2 können daher entweder den Magnetfeldvektor A oder den Magnetfeldvektor B, nicht jedoch beide Vektoren zur selben Zeit bilden. In gleicher Weise ist betreffend der Wicklungen BEI und BE 2 ein an den Anschluß 2¹ angelegtes EINS-Signal in Wirklichkeit durch ein an den Anschluß 2² angelegtes EINS-Signal aufgehoben. Ebenso heben sich, insofern die Wicklungen CFl und CF 2 daran beteiligt sind, die gleichzeitig an die Anschlüsse 2¹ und 2³ angelegten EINS-Signale gegenseitig auf. Diese Signalaufhebung hat dieselbe Wirkung wie die Subtraktion tier Magnetfeldvektoren. Die an die Anschlüsse 2° und 2² gleichzeitig angelegten EINS-Signale bedeuten ebensoviel wie "das gegenseitige Aufheben der Vektoren A und D. Ebenso entspricht das gleichzeitige Anlegen von EINS-Signalen an die Anschlüsse 2¹ und 2² dem gegenseitigen Aufheben der Vektoren B und E und ferner entspricht das gleichzeitige Anlegen von EINS-Signalen an die Anschlüsse 2¹ und 2^S dem gegenseitigen Aufheben der Vektoren C und F.

Der in Fig. 10 gezeigte Stator hat einen einfacheren Aufbau als der in F i g. 4 gezeigte Stator und kann außerdem auch alle in Fig. 7 dargestellten Vektoren bilden.

Fig. 11 zeigt in schematischer Form einen Stator, welcher erfindungsgemäß an Stelle des rein ringförmigen Stators verwendet werden kann. Der Kern 10 dieses in Fig. 11 gezeigten Stators ist ein Ring aus ferromagnetischem Material mit sechs radial nach innen gerichteten Polschuhen P1, P 2, P 3, P 4, P 5 und P 6. Vorzugsweise sind die Polschuhe gleich und mit sechs gleichen Wicklungen Wl, W 2 ... W 6 bewickelt, so daß das jeweils durch die elektrische Erregung irgendeiner Wicklung gebildete Magnetfeld jeweils die gleiche Stärke hat wie das jeweils durch eine beliebige andere Wicklung gebildete Magnetfeld. Vorteilhafterweise ist hierin der Polschuh Pl als PoI^t bezeichnet und seine Wicklung Wl als Wicklung A. Wenn durch die Erregung der Wicklung Wl das Polende des radialen Polschuhes Pl einen Nordpol bildet, dann wird jeder andere radiale Pol zu einem magnetischen Südpol, und der Fluß des Magnetfeldes ergibt annähernd das in F i g. 12 punktiert dargestellte Muster. Der in F i g. 11 dargestellte Vektor Λ stellt dann die Richtung und Größe des durch Erregung der Wicklung .4 gebildeten Magnetfeldes dar. In gleicher Weise ist der Polschuh P 2 als PoIJ? bezeichnet, seine Wicklung W 2 ist als die Wicklung B bezeichnet, und der Vektor B stellt das bei Erregung der Wicklung B gebildete Magnetfeld dar. Der Polschuh P 3 ist als PoIC bezeichnet, seine Wicklung W 3 ist als die Wicklung C bezeichnet, und der Vektor C stellt das bei Erregung der Wicklung C gebildete Magnetfeld dar. Der Polschuh P 4 und die Wicklung W 4 sind in der gleichen Art und Weise dem Vektor D zugeordnet, der Polschuh PS und seine Wicklung W5 sind dem Vektor E zugeordnet, und der Polschuh P 6 und seine Wicklung W 6 sind dem Vektor F zugeordnet.

Die Wicklung A kann durch ein an den Anschluß 2° angelegtes Signal einzeln erregt werden, die Wicklungen B und C sind jedoch mit dem Anschluß 2¹ verbunden, so daß bei einem an diesen Anschluß angelegten elektrischen Signal beide Wicklungen gleichzeitig elektrisch erregt sind. In gleicher Weise sind die beiden Wicklungen D und E mit dem Anschluß 2² derart verbunden, daß durch ein an diesen Anschluß angelegtes Signal diese beiden Wicklungen gleichzeitig erregt sind. Bei einem an den Anschluß 2³ angelegten Signal wird jedoch nur die Wicklung F erregt. Wenn entsprechend der in F i g. 6 gezeigten Tabelle kodierte elektrische Signale an die Anschlüsse2°, 2¹, 2² und 2·^ des in Fig. 11 gezeichneten Stators angelegt werden, werden die in F i g. 7 gezeigten magnetischen Feldvektoren gebildet.

Fig. 13 zeigt einen abgeänderten Stator mit zwölf symmetrisch um den runden Kern herum angeordneten radialen Polschuhen. Der Stator nach Fig. 13 ist im wesentlichen der Stator nach Fig. 11 mit Hinzufügung von weiteren sechs radialen Polschuhen Pl, P8, P9, PlO, Pll und P12. Bei dem Stator nach F ig. 13 gibt es für jede Vektorrichtung einen radialen Polschuh, d. h., der Vektor A verläuft in gerader Linie mit dem Polschuh P1, der Vektor ABCF verläuft in gerader Linie mit dem Polschuh P 8, der Vektor ABC verläuft in gerader Linie mit dem Polschuh P 2, der Vektor BC verläuft in gerader Linie mit dem Polschuh P 9 usw. Die Wicklungen Wl, W 2 bis W 6 sind auf denselben Polschuhen angeordnet wie bei dem in Fig. 11 dargestellten Stator, während die hinzugefügten Polschuhe P 7, P 8 bis P12 keine Wicklungen tragen. Die hinzugefügten Polschuhe sind für die Wirkungsweise des Signalumsetzers nicht notwendig, bieten aber einen geeigneten Weg zur Benutzung eines Rotors mit einem gekrümmten Dauermagneten. Der in Fig. 13 schematisch dargestellte gekrümmte Dauermagnet M 2 sichert wirksam, daß sich der Rotor dreht, wenn es erforderlich ist, denselben von einer Lage in eine um 180° entgegengesetzte Lage zu bewegen. Anstatt der Verwendung eines gekrümmten Magneten können die radial nach innen gerichteten Enden der Statorpolschuhe nach einer in der USA.-Patentschrift 3 118 138 gelehrten Art gestaltet sein und als Rotor ein üblicherweise gestalteter Magnet verwendet werden. Die Anwendung solchermaßen geformter Polschuhe in Verbindung mit einem gekrümmten Magnetrotor ergibt bessere Wirkungen. ^:

Der in Fig. 14 der Zeichnungen dargestellte Stator mit symmetrischen, radialen Polschuhen stellt eine weitere Abwandlung des in Fig. 11 gezeigten Stators dar. Die Kerne dieser beiden Statoren sind gleich, weil beide rund sind und symmetrisch angeordnete, radial nach innen gerichtete Polschuhe Pl, P 2, P 3, P 4, P 5 und P 6 aufweisen. Die Statoren nach den Fig. 11 und 14 unterscheiden sich im wesentlichen nur in der Art, in welcher die Wicklungen auf den radialen Polschuhen angeordnet sind. Bei der Ausführungsform nach Fig. 11 ist jeweils jede der Wicklungen Wl, W2, W3, W4, WS und W6 auf einen anderen radialen Polschuh gewickelt, wohingegen bei dem in F i g. 14 gezeigten Stator jede

Wicklung jeweils in zwei Wicklungsteile aufgeteilt ist, welche jeweils auf diametral gegenüberliegende Polschuhe gewickelt sind. Zur besseren Übersicht sind in Fig. 14 nur drei Wicklungen Wl, W4 und W5 dargestellt. Die Wicklung Wl hat einen Wicklungsteil WlA auf einem radialen Polschuh Pl und einen zweiten Wicklungsteil WlB auf einem diametral gegenüberliegenden Polschuh P 4. Diese zwei Teile dieser Wicklung sind in Serienschaltung dargestellt, obwohl sie auch parallel geschaltet sein können, ohne daß der Erfindungsgedanke geändert wird. Die zwei Teile der Wicklung Wl sind derart angeordnet, daß, wenn ein an den Anschluß 2° angelegtes EINS-Signal bewirkt, daß der Polschuh P1 ein Nordpol ist, dann Strom in dem Wicklungsteil WIB in einer solchen Richtung fließt, daß der Polschuh P 4 ein magnetischer Südpol ist. Das durch die Erregung der beiden Teile der Wicklung Wl zwischen den Polschuhen Pl und P 4 gebildete starke Magnetfeld ist in dem Schaubild nach F i g. 7 durch den Vektor A dargestellt. Die Wicklung W 4 hat in gleicher Weise einen Wicklungsteil W 4 A auf einem radialen Polschuh P 4 und einen anderen Wicklungsteil W4B auf einem diametral gegenüberliegenden Polschuh Pl. Die Wicklung W 4 ist an den Anschluß 2² angeschlossen, und die beiden jeweils auf Polschuhen P 5 und P2 angeordneten Wicklungsteile W5Ä und .W5B der Wicklung WS sind jeweils an den Anschluß 2² angeschlossen. Vernachlässigt man die Wicklung W 5 bezüglich des Zeitpunktes, an welchem dem Anschluß 2² ein EINS-Signal zugeführt wird und dadurch der Polschuh P 4 einen Nordpol bildet, dann fließt Strom in dem Wicklungsteil W 4 B in solcher Richtung, daß der Polschuh P1 einen magnetischen Südpol ' bildet; Vorausgesetzt, daß die Amperewindungszahl des Wicklungsteiles WlA gleich der Amperewindungszahl des Wicklungsteiles W 4 B ist und die Amperewindungszahlen der Wicklungsteile W4A und WlB gleich groß sind, dann ist die Magnetfeldstärke, wenn EINS-Signale gleichzeitig an die Anschlüsse 2° und 1- angelegt werden, entsprechend dem in der Wicklung Wl fließenden Strom entgegengesetzt der Magnetfeldstärke entsprechend dem in der Wicklung W 4 fließenden Strom. Da diese beiden Magnetfeldstärken in ihrer Größe gleich, in ihrer Richtung jedoch entgegengesetzt sind, heben diese Magnetfeldstärken einander auf, so daß nur noch das Magnetfeld wirksam ist, welches durch den in der Wicklung WS fließenden Strom gebildet wird. In dem Diagramm nach F i g. 7 stellt der Vektor ADE das Magnetfeld dar, welches bei Anlegen von EINS-Signalen an die Anschlüsse 2° und 2² des in Fig. 14 gezeigten Stators gebildet wird. Bei dem Stator nach F i g. 14 kann jedes der in F i g. 7 durch Vektoren dargestellten Magnetfelder gebildet werden. Die Schaltung nach Fig. 14 ist der in Fig. 11 gezeigten Schaltung vorzuziehen, weil durch Verwendung zweiteiliger Wicklungen eine merklich bessere Wirkungsweise des Signalumsetzers erzielt wird.

Der in Fig. 15 gezeigte Stator stellt eine Abwandlung des in Fig. 11 gezeigten Stators dar. Die Wicklungen Wl, W2, W3, W:4, WS bzw. W6 sind bei beiden Statoren auf radiale Polschuhe Pl, P 2, P 3, P4, PS bzw. P6 gewickelt. Bei dem in Fig. 15 gezeigten Stator sind die Wicklungen Wl und W 4 jedoch zwischen den Anschlüssen 2° und 2² in Serie geschaltet. Die Wicklungen W2 und WS sind zwischen den Anschlüssen 2¹ und 2² in Serie geschaltet, und die Wicklungen W 3 und W 6 sind zwischen den Anschlüssen 2¹ und 2³ in Serie geschaltet.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Stators nach Fig. 15 sei hier angenommen, daß an die An-Schlüsse 2¹ und 2³ NULL-Signale angelegt sind, während an den Anschlüssen 2° und 2² gleichzeitig EINS-Signale anliegen. Da das Signalelement NULL durch Erdpotential dargestellt ist, sind die Anschlüsse 2¹ und 2³ geerdet. Im Gegensatz dazu wird ein EINS-Signal durch +24V dargestellt, weshalb die Anschlüsse 2° und 2² an einem positiven Potential von 24 V anliegen. Weil beide Anschlüsse 2° und 2² auf demselben positiven Potential liegen, fließt in der Wicklung Wl bzw. W4 kein Strom. In gleicherweise fließt in den Wicklungen W 3 bzw. W 6 kein Strom, weil deren beide Anschlüsse an Erdpotential liegen. Es fließt jedoch Strom von dem Anschluß 2² durch die Wicklungen W 5 und W 2 zn dem Anschluß 2¹. Durch diesen Strom wird der in F i g. 7 dargestellte Magnetfeldvektor ADE gebildet. Alle in F i g. 7 dargestellten Magnetfeldvektoren können von dem in Fig. 15 gezeigten Stator gebildet werden, wenn an die mit 2°, 2¹, 2², 2³ bezeichneten Anschlüsse jeweils Signale entsprechend der in F i g. 6 gezeigten Tabelle angelegt werden.

Der Stator nach Fig. 15 hat eigentlich beim Aufbau des Magnetfeldvektors ADE nicht die den Vektoren A und D entsprechenden Magnetfelder aufgebaut. Vielmehr hebt das EINS-Signal des An-Schlusses 2° in Wirklichkeit das EINS-Signal des Anschlusses 2² auf, so daß durch die Wicklungen W1 und W 4 kein Strom floß, wodurch bei der Bildung des Magnetfeldvektors E nur der durch die Wicklungen WS und W2 fließende Strom wirksam war.

Obwohl keine Magnetfelder entsprechend den Vektoren^ und D wirklich gebildet waren, hatte die gleichzeitige Anlegung von EINS-Signalen an die Anschlüsse 2° und 2² dieselbe Wirkung, als wenn die Vektoren .,4 und D einander aufgehoben haben würden. In gleicher Weise können, wo EINS-Signale gleichzeitig an die Anschlüsse 2¹ und 2³ des Stators nach F i g. 15 angelegt sind, die Vektoren C und F als einander aufhebend und nur der Vektor B als wirklich vorhanden betrachtet werden. Wo EINS-Signale gleichzeitig an die Anschlüsse 2¹ und 2² angelegt sind, können die Vektoren B und E als einander aufhebend betrachtet werden, während die Vektoren C und D wirksam bleiben und einen resultierenden Vektor CD bilden. Der in F i g. 15 gezeigte Stator kann also durch einen der Vektorsubtraktion analogen Vorgang bewirken, daß nur einer der Vektoren E oder B oder CD wirksam ist.

Der Binärkode für die dekadische Zahl 0, tabellarisch geordnet in F i g. 6, sei als 1011 vorausgesetzt.

Da der vierteilige Binärkode für die dekadische Zahl 0 in Wirklichkeit 0000 ist, gebraucht der gemäß Fig. 6 tabellarisch geordnete Kode in Wirklichkeit für diese dekadische Zahl einen »Falsch«-Kode. Wo es erwünscht ist, daß der Signalumsetzer für die dekadische Zahl 0 den richtigen Binärkode setzt, was dann der Fall ist, wenn gewünscht wird, daß der Signalumsetzer im Fenster dann das Symbol 0 anzeigt, wenn an allen Eingängen des Stators NULL-Signale anliegen, dann kann, wie in F i g. 2 schematisch gezeigt, an der Seitenwand 7 A ein Stabmagnet 18 befestigt sein. Der Stabmagnet 18 ist derart angeordnet, daß die Zahl 0 im Fenster des Signalumsetzers erscheint, wenn ein elliptischer Magnet 12 des Rotors

in einer Linie mit dem Stabmagnet liegt. Der Stabmagnet 18 hat ein ausreichendes Magnetfeld, um in der Lage zu sein, den Magneten 12 in Richtung dieses Magnetfeldes zu drehen, wenn keine der Statorwicklungen elektrisch erregt ist. Wenn jedoch einige der Statorwicklungen erregt sind, ist das durch den Stator gebildete Magnetfeld so stark, daß es das Magnetfeld des Stabmagneten 18 überdeckt. Demzufolge dreht sich der durch das verdeckte Magnetfeld im wesentlichen unbeeinflußte Rotor in einem Sinne, in welchem er den elliptischen Magneten 12 auf das betreffende Statorfeld ausrichtet.

Der Dauermagnet 18 findet bei Signalumsetzern Anwendung, die im Dauerbetrieb betrieben werden sollen. Bei Dauerbetrieb liegen fortgesetzt Binärsignale an den Eingängen des Signalumsetzers an, und diese Signale ändern sich nur dann, wenn im Fenster des Signalumsetzers jeweils ein anderes Symbol angezeigt werden soll. Wenn der Signalumsetzer intermittierend betrieben oder mit Impulsfolgen« beschickt werden soll, darf kein Dauermagnetstab 18 verwendet werden, welcher den Rotor bei nicht erregten Statorwicklungen in seine dekadische Nullstellung dreht. Wird der Signalumsetzer intermittierend betrieben oder mit Binärsignal-Impulsfolgen beschickt, so kann-anstatt des Dauermagnetstabes 18 ein Elektromagnet verwendet werden, welcher nur dann erregt ist, wenn an allen Eingängen des Stators NULL-Signale anliegen, und welcher in den zwischen den
Intervallen nicht erregt ist.

Bei Signalumsetzern, welche mit Binärsignal-Impulsfolgen beschickt werden, ist es üblich, diese Signalumsetzer mit einem Speicher zu versehen, welmagnetismus des Rotors im Sinne einer Festlegung einer solchen unwirksamen Stellung des Rotors zusammenwirken, wenn der Stator elektrisch nicht erregt ist. . . . ,

Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine andere Möglichkeit, einen Signalumsetzer mit einem »Speicher« zu versehen. Wenn beispielsweise der Stator eine in Fig. 13 gezeigte Bauart mit radialen Polschuhen aufweist, können die Polschuhe eine in der

ίο USA.-Patentschrift 3 118 138 gezeigte Form haben, damit der Signalumsetzer Speichereigenschaft hat.

Die Erfindung wurde oben in Verbindung mit einem Signalumsetzer beschrieben, der. mit binär kodierten Eingangssignalen gespeist wird und zwölf

15 Signalsymbole wiedergeben kann. Zum Zweck der Erläuterung sind die beschriebenen Binärsignale entsprechend einem Muster-Binärkode abgeändert. Die Erfindung kann leicht in der Weise abgewandelt werden, daß auch andere Binärkode Anwendung »Binärsignal- 20 finden können, wie z. B. der »Gray-Binärkode«. Ferner kann der Stator, wenn mehr. Anzeigestellungen erforderlich sind, durch Hinzufügen mehrerer Wicklungen und durch Anordnung dieser - Wicklungen derart, daß sie auf fünf- oder sechsstellige kodierte

Signale ansprechen, abgeändert werden. Ebenso kann, wenn weniger Anzeigestellungen benötigt werden, der Stator so abgeändert sein, daß dreistellig kodierte Signale verarbeitet werden können. Die in den Zeichnungen dargestellten Schaltungen der

Impulsen liegenden 30 Statorwicklungen sind nur beispielsweise. Die Wicklungen können bei gleichem oder analogem Ergebnis auch in jeweils anderen Schaltungen liegen.

Die Hauptanwendung der Erfindung besteht in der Umsetzung von Binärkode auf einen dekadischen

eher bewirkt, daß das jeweils zuletzt angezeigte Sym- 35 Kode. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anbol im Fenster des Signalumsetzers verbleibt, auch Wendung beschränkt und kann selbstverständlich

auch auf die Verarbeitung von elektrischen Signalen Anwendung finden, welche jeweils drei oder mehr Werte "annehmen können. Die Erfindung beinhaltet auch die Verarbeitung dreistelliger, vierstelliger und mehrstelliger Signale.

wenn der betreffende Binärsignal-Impuls nicht mehr anliegt. Der Speicher speichert das im Fenster zuletzt angezeigte Symbol so lange, bis jeweils ein neuer Binärsignalimpuls an dem Signalumsetzer anliegt, welcher jeweils bewirkt, daß ein anderes Symbol angezeigt wird.

Ein solcher, für den Gebrauch mit dem erfindungsgemäßen Signalumsetzer geeigneter Speicher ist in der USA.-Patentschrift 2 943 313 beschrieben. Diese Patentschrift lehrt die Anwendung eines magnetostatischen Elementes, welches den Rotor jeweils in eine unwirksame Stellung zieht, wenn der Stator nicht erregt ist. Das heißt: Wenn die Statorwicklungen elektrisch erregt sind, richtet sich der Rotor in Riehtung des durch den Stator gebildeten Magnetfeldes von selbst aus, wie dies beispielsweise in Fig. 16A gezeigt ist, wo der Magnet 12 des Rotors in einer Linie mit dem Vektor A liegt. Beim Abbau des Magnetfeldes des Stators ist der Magnet 12 in eine unwirksame Stellung gezogen, in welcher er mit den jeweils nächstliegenden magnetischen Elementen und 20 in einer Linie liegt, wie dies in Fig. 16B gezeigt ist. Diese magnetischen Haltemittel 19 und 20 halten den Rotor so lange in dieser unwirksamen Stellung, bis der Stator wieder erneut durch binär kodierte Signale erregt wird. Auf diese Weise sind bezüglich des Rotors zwei eng beieinander liegende, magnetisch bestimmte, unveränderliche Stellungen gegeben. Die eine Stellung ist durch den Stator festgelegt, dessen Wicklungen elektrisch erregt sind, und die andere Stellung ist durch die magnetostatischen Halteelemente bestimmt, welche mit dem Dauer-

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Elektromagnetischer Signalumsetzer zur Umsetzung von in einem bestimmten Darstellungskode jeweils gleichzeitig gegebenen Signalen in nach einem anderen Darstellungskode orientierte Signale, insbesondere zur Umsetzung von Binärsignalen in dekadische Signale, bei welchem die aufgenommenen Signale zwecks Erzeugung ihnen zugeordneter, gerichteter Magnetfelder elektrischen Statorwicklungen zugeführt werden und die umgesetzten Signale aus Resultierenden der Vektoren dieser Magnetfelder gewonnen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die in gerader Zahl vorgesehenen Statorwicklungen (Wl, W2, W3, PF 4, W5, W6) nicht nur eine Addition, sondern auch eine Subtraktion sowie gegebenenfalls auch eine gleichzeitige Addition und Subtraktion der Magnetfeldvektoren (A, B, C, D, E, F) gestatten (Fig. 11).

2. Signalumsetzer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen einzigen, ringförmigen, gegebenenfalls mit ferromagnetischem Kern (9, 10) versehenen Stator (8) mit symmetrischer

Wicklungsanordnung (Wl... W 6) und einem zentrisch in diesem Stator drehbar gelagerten, magnetischen Rotor (12, M 2), dessen jeweilige, durch das jeweilige resultierende Statorfeld der zugeführten Signale bestimmte Stellungen die umgesetzten Signale symbolisieren (Fig. 3, 11, 13).

3. Signalumsetzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stator (8) mit radial nach innen gerichteten, die Wicklungen (Wl... W 6) haltenden Polschuhen (Pl...P12) ausgestattet ist (Fig. 11 bis 15).

4. Signalumsetzer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nur jeweils jeder zweite Polschuh (Pl. . . P12) bewickelt ist (Fig. 13).

5. Signalumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jedes Eingangssignal eine gesonderte Eingangsleitung (2«, 2i, 22, 23) vorgesehen ist (F i g. 2).

6. Signalumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Statorwicklungen (Wl... W6) in jeweils zwei zueinander diametral gegenüberliegende Teilwicklungen (WlA, WlB, WlA, W2B .. . W6A, W6B) aufgeteilt ist (Fig. 4, 5, 9, 10, 14).

7. Signalumsetzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Statorwicklungen (Wl... W 6) und die Signal-Eingangsleitungen (2°, 2¹, 2², 2³) derart miteinander verbunden sind, daß jeweils wenigstens einige der Wicklungen durch das gleiche Signal im Sinne einer Zusammenwirkung beim Aufbau eines vektoriellen Magnetfeldes (aus A, B, C, D, E, F) erregt und mindestens eine der Wicklungen durch ein anderes Signal so erregt wird, daß sie hinsichtlich des Aufbaues dieses Magnetfeldes unwirksam ist (F i g. 9).

8. Signalumsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Signal-Eingangsleitungen (2°, 2¹, 2², 2³) jeweils an beide Enden einer ihnen jeweils zugeordneten Wicklung (Wl.. . W 6) angeschlossen sind und daß mindestens eine Signal-Eingangsleitung an die Enden zweier Wicklungen angelegt ist (F i g. 9).

9. Signalumsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils einander diametral gegenüberliegende Wicklungen (Wl, WA bzw. W2,W5 bzw. W 3, W 6) in Serie geschaltet sind, daß ferner jeweils zwei Signal-Eingangsleitungen (20, 2² bzw. 2i, 23) an die Enden dieser Serienschaltungen angelegt sind und daß mindestens eine Signal-Eingangsleitung (2¹ bzw. 2²) an die Enden zweier Wicklungen angeschlossen ist (Fig. 15).

10. Signalumsetzer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei Signal-Eingangsleitungen (2i, 23 bzw. 2», 23 bzw. 2¹, 2²) an die Enden einer Statorwicklung (CF bzw. AD bzw. BE) angeschlossen sind und mindestens eine Signal-Eingangsleitung (2¹ bzw. 2²) an die Enden zweier Wicklungen (BE, CF bzw. AD, BE) angelegt ist (Fig. 10).

11. Signalumsetzer nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (12, M 2) mit einer Symboltrommel (14) gekuppelt ist und ein Gerätegehäuse (5, 1) mit einem Sichtfenster (3) versehen ist, durch welches hindurch je nach Rotorstellung jeweils eines der die umgesetzten Signale darstellenden Trommelsymbole sichtbar ist (Fig. 1, 2, 3, 13 und 16).

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen